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,第,7,课时,导入、检测和鉴定目的基因,第二章,基因工程,学习导航,1.,理解目的基因导入受体细胞的方法,。,2,.,掌握检测与鉴定目的基因的方法。,内容索引,一、导入目的基因,二、检测和鉴定目的基因,随堂演练 知识落实,01,一、导入目的基因,DAO RU MU DI JI YIN,将目的基因导入受体细胞的方法和过程,基础梳理,夯实教材基础,受体细胞,植物细胞,动物细胞,微生物细胞,常用方法,_,法,_,法,_,法,过程,将目的基因插入,Ti,质粒,的,_,上,农杆菌,导入植物细胞,整合到受体细胞染色体,的,_,上,表达,将含有目的基因的表达载体提纯,取卵,(,受精卵,),_,受精卵发育,获得具有新性状的动物,Ca,2,处理细胞,_,细胞,重组的基因表达载体与感受态细胞混合,感受态细胞,吸收,_,农杆菌转化,显微注射,感受态细胞,T,DNA,DNA,显微注射,感受态,DNA,分子,深化探究,解决问题疑难,1.,农杆菌转化法的分析,(1),将基因表达载体导入农杆菌细胞时，应怎样处理农杆菌细胞,？,答案,将基因表达载体,(,重组质粒,),导入农杆菌细胞时，要用,Ca,2,处理农杆菌细胞，使其处于感受态，利于重组质粒的导入,。,(2),在用土壤农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞的过程中，为什么一定要将目的基因插入到,Ti,质粒的,T,DNA,上,？,答案,农杆菌中的,Ti,质粒上的,T,DNA(,可转移的,DNA),可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞的染色体,DNA,上,。,2.,植物基因工程常用的受体细胞为什么可以是体细胞，而动物基因工程一般只用受精卵,？,答案,植物体细胞的全能性较高，可经植物组织培养过程形成完整植物体，因此受体细胞可以是体细胞；动物体细胞的全能性受到严格限制，因此动物基因工程中的受体细胞一般只用受精卵,。,3.,为什么微生物细胞适合作为基因工程的受体细胞,？,答案,微生物细胞具有繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少的优点,。,1.,农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能在自然条件下感染植物，因而在植物基因工程中得到了广泛的运用。如图为农杆菌转化法的示意图，试回答下列问题：,学以致用,链接典例拓展,(1),一般情况下农杆菌不能感染的植物是,_,，利用农杆菌自然条件下感染植物的特点，能实现,_,。具体,原理是在农杆菌的,Ti,质粒上存在,T,DNA,片段，它具有可转移至受体细胞并整合到受体细胞,_,上的特点，因此只要将携带外源基因的,DNA,片段插入,到,_,_(,部位,),即可,。,单子叶植物,将目的基因导入植物细胞,染色体的,DNA,T,DNA,片段,(,内部,),解析,一般,农杆菌不能感染单子叶植物，可感染双子叶植物和裸子植物。利用其感染性，可实现将目的基因导入植物细胞。真正可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体的,DNA,上的是农杆菌,T,DNA,片段，因此目的基因必须插入到该部位才能成功,。,(2),根据,T,DNA,这一转移特点，推测该,DNA,片段上可能含有控制,_,酶合成的基因。,DNA,连接酶、限制,解析,根据,T,DNA,这一转移特点，可以推测该,DNA,片段能控制合成,DNA,连接酶、限制酶以实现与双子叶植物细胞染色体,DNA,的整合,。,(3),图中,c,过程中，能促进农杆菌向植物细胞转移的物质是,_,类,化合物。,酚,解析,植物,细胞受伤后可产生酚类物质，促进农杆菌向植物细胞转移。,(4),植物基因工程中除了农杆菌转化法之外，还可采取,_(,至少写出两种,),。,基因枪法、花粉管通道法,解析,植物,基因工程中除了农杆菌转化法之外，还有基因枪法和花粉管通道法等。,一题多变,判断正误：,(1),获得上述转基因植物的核心步骤是,a(,),(2),用含有重组,Ti,质粒的土壤农杆菌去感染植物细胞，从而把目的基因导入植物细胞，在这个过程中所有细胞都导入了目的基因,(,),(3),在过程,a,中只需要,DNA,连接酶参与,(,),(4),用含有重组,Ti,质粒的土壤农杆菌去感染植物细胞，要经过植物组织培养才能获得表现出新性状的植物,(,),(5),因病毒能够侵染正常细胞，有的病毒还能将自己的核酸整合到宿主细胞的染色体上，所以动植物病毒也可作为基因工程的载体,(,),2.,下列关于目的基因导入受体细胞的描述，不正确的,是,A.,基因枪法导入植物体细胞的方法比较经济和有效,B.,显微注射技术是转基因动物中采用最多的方法,C.,大肠杆菌最常用的转化方法，是使细胞的生理状态发生改变,D.,农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞最常用的,方法,解析,不同受体细胞导入目的基因的方法不同，每种方法都有利弊。目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法，该方法比较经济和有效；目的基因导入动物细胞常用的方法是显微注射法；目的基因导入大肠杆菌细胞最常用的转化方法就是用钙离子处理细胞，使细胞的生理状态发生改变，完成转化,。,02,二、检测和鉴定目的基因,JIAN CE HE JIAN DING MU DI JI YIN,目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过检测和鉴定才能知道。,1,.DNA,水平检测：,采用,_,。,主要做法是,用,_,标记,的已知,DNA,片段,作,_,检测,受体细胞。如果能发生特异性结合，说明目的基因已经插入转基因,生物,_,中,。,基础梳理,夯实教材基础,DNA,分子杂交法,放射性同位素,基因探针,染色体的,DNA,2,.RNA,水平检测：,采用,_,技术,。用已标记,的,_,作为,探针与待测生物体内提取,的,_,分子杂交,，观察是否出现杂交带。,3,.,蛋白质水平检测：,采用,_,法,。从待测转基因生物中,提取,_,，,用相应,的,_,进行,杂交，若有杂交带出现，表明目的基因已经表达了。,4,.,个体水平检测：,对个体,的,_,进行,检测,。,分子杂交,目的基因,mRNA,抗原,抗体杂交,蛋白质,抗体,生物学特定性状,深化探究,解决问题疑难,1.,观察目的基因的检测示意图,(,如上图所示,),，回答下列问题：,(1),检测转基因生物的染色体,DNA,上是否插入了目的基因，采用,DNA,分子杂交技术。这种技术的主要做法是什么？,答案,主要做法是用标记了放射性同位素的目的,DNA,片段作为探针，检测受体细胞的,DNA,中有无目的基因。显示出杂交带，说明目的基因已经插入染色体,DNA,中,。,(2)DNA,分子杂交的原理是什么？除了用于目的基因的检测与鉴定以外，试举例说明还有哪些应用？,答案,碱基互补配对原则。还可用于亲子鉴定、刑事侦察、生物亲缘关系确定等,。,(3),检测目的基因是否转录出了,mRNA,，采用分子杂交技术，这种技术与,DNA,分子杂交技术有何异同？,答案,相同之处是都采用分子杂交技术，不同之处是从转基因生物中提取的是,mRNA,，同样用标记的目的基因作探针，与,mRNA,杂交，如果显示出杂交带，则表明目的基因转录出了,mRNA,。,(4),检测目的基因是否翻译出蛋白质的方法是什么？其原理是什么？,答案,抗原,抗体杂交法。原理是抗原能与相应抗体特异性结合。,2.,检测棉花中导入的抗虫基因是否表达的最简便的方法是什么？,答案,用叶片饲养棉铃虫，观察棉铃虫是否死亡,。,3.,目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过鉴定和检测才能知道。下列属于目的基因检测和鉴定的,是,检测受体细胞的染色体上是否有目的基因,检测受体细胞是否有致病基因,检测目的基因是否转录出了,mRNA,检测目的基因是否翻译出了蛋白质,A.,B,.,C,.,D,.,学以致用,链接典例拓展,4.,判断正误：,(1),如果检测出标记基因表达的性状，说明载体已导入受体细胞,(,),(2),检测目的基因是否翻译成蛋白质是目的基因能否在真核生物中稳定遗传的,关键,(,),(3)DNA,探针用来检测目的基因是否导入,(,),(4),鉴定转化的基因是否成功表达，在分子水平上可应用的方法是抗原,抗体,杂交,(,),目的基因的检测与鉴定的方法,汇总,归纳提升,课堂小结,基因工程的,基,本,操作程序,03,随堂演练 知识落实,SUI TANG YAN LIAN ZHI SHI LUO SHI,1.,将目的基因导入玉米茎尖分生区细胞和小鼠受精卵，应分别采用的方法,是,A.,显微注射法农杆菌转化法,B.,基因枪法花粉管通道法,C.,农杆菌转化法显微注射法,D.,基因枪法显微注射法,1,2,3,4,5,解析,玉米是单子叶植物，对单子叶植物来说，导入目的基因常用的方法是基因枪法；对于动物细胞来说，导入目的基因常用的方法是显微注射法,。,2.,下图表示一项重要生物技术的关键步骤，,X,是获得外源基因并能够表达的细胞。下列有关说法不正确的,是,1,2,3,4,5,A.X,是能合成胰岛素的细菌细胞,B.,质粒是细胞核或拟核外能自主复制的小型环状,DNA,C.,目的基因与质粒的重组只需要,DNA,连接酶,D.,该细菌的性状被定向,改造,解析,据分析可知，重组质粒导入的是细菌细胞，所以,X,是能合成胰岛素的细菌细胞，,A,正确,；,质粒,是一种常用载体，是在细胞核或拟核外能自主复制的小型环状,DNA,，,B,正确,；,基因,与载体的重组需要限制性核酸内切酶和,DNA,连接酶，,C,错误,；,基因工程,的特点是能够定向改造生物的性状，,D,正确。,1,2,3,4,5,3.,下列关于基因表达载体导入微生物细胞的叙述中，不正确的,是,A.,常用原核生物作为受体细胞，是因为原核生物繁殖快，且多为单细胞，遗传物质,相,对,较,少,B.,受体细胞所处的一种能吸收周围环境中,DNA,分子的生理状态称为感受态,C.,感受态细胞吸收,DNA,分子需要适宜的温度和酸碱度,D.,感受态细胞吸收重组表达载体,DNA,分子的液体只要调节为适宜的,pH,即可，没,必要,用,缓冲液,解析,将基因表达载体导入微生物细胞时，需在一定条件,(,如适宜的温度、,pH,等,),下，将基因表达载体和感受态的微生物细胞混合培养，在培养过程中，可能会影响,pH,的变化，因此要加入缓冲液，以维持适宜的,pH,。,1,2,3,4,5,4.,检测转基因生物染色体,DNA,上是否插入了目的基因的常用方法,是,A.DNA,分子杂交技术,B,.,荧光分子标记技术,C.,放射性同位素标记技术,D,.,显微注射,技术,解析,检测目的基因常采用,DNA,分子杂交技术，即在含有目的基因的,DNA,片段上用放射性同位素进行标记，以此作为基因探针，并使基因探针与基因组,DNA,杂交，若显示出杂交带，则表明目的基因已插入染色体,DNA,中,。,1,2,3,4,5,5.1957,年，生物学家了解到，病毒感染的细胞能产生一种因子，这种因子能作用于其他细胞，干扰病毒的复制，故将其命名为干扰素；从,1987,年开始，用基因工程方法生产的干扰素进入了工业化生产，并且大量投放市场。请回答下列问题：,(1),若已知干扰素的氨基酸序列，则获取目的基因的较简单方法是,_,；目的基因还可以从,_,文库中获取，而从,cDNA,文库中不一定能得到，原因是,_,。,解析,若,已知干扰素的氨基酸序列，则可以通过人工合成的方法获得目的基因；,cDNA,文库是部分基因文库，因为,cDNA,是由生物发育的某个时期的,mRNA,逆转录产生的，所以,cDNA,文库中不一定有目的基因，最好从基因组文库中获取。,1,2,3,4,5,人工合成法,基因组,cDNA,是由生物发育的某个时期的,mRNA,逆转录产生的,(,其他合理答案也可,),(2),用限制酶处理质粒和目的基因后，用,_,酶,处理，可形成基因表达载体，该载体的化学本质是,_,。,解析,用,限制酶处理载体和目的基因后，将目的基因与载体连接，需要使用,DNA,连接酶处理，基因与载体的化学本质是相同的，都是,DNA,。,1,2,3,4,5,DNA,连接,DNA,(3),转基因技术是否成功，需要对受体细胞进行分子水平的检测，首先是检测受体细胞,_,上是否
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